ОПЫТ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКАХ КАМЧАТКИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ БАЗЫ ДАННЫХ В ЦЕЛЯХ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Тетерина Н.В.   Рафикова Ю.Ю.  

Докладчик: Тетерина Н.В.

Осуществление проектов возобновляемой энергетики (ВЭ) в России помимо решения технологических и технических задач выдвигает проблемы оценки возможности и эффективности использования ВИЭ для энергообеспечения регионов. Очевидно, что при этом, с одной стороны необходим обширный массив данных по самым различным аспектам возобновляемой энергетики, который охватывает как природные ресурсы территории, так и экономические характеристики региона (инфраструктура энергетики, энергетические балансы, линии электропередач, наличие предприятий лесной, деревообрабатывающей, пищевой и других отраслей промышленности; характеристики сельскохозяйственного производства и проч.). С другой стороны, необходимо привлечь такие инструменты анализа, которые позволяли бы собирать, оперативно модернизировать и преобразовывать эти массивы данных, отображать их; путем всестороннего анализа получать на их основе обоснованные оценки и делать расчеты. В связи с комплексностью указанной проблемы, а также с известной региональной направленностью возобновляемой энергетики, становится возможным и необходимым использование инструментария геоинформационных технологий; создание географических информационных систем (ГИС) с соответствующей тематической направленностью. В этом случае успешно можно работать с большими массивами информации, используя модульность ГИС, позволяющей связывать воедино отраслевые информационные ресурсы муниципальных районов, населенных пунктов, областей, федеральных округов.
Перед нами была поставлена задача сбора, анализа и структурирования данных по геотермальным ресурсам Камчатки с точки зрения их хозяйственного использования. Для подготовки базы данных, подробной характеристики потенциала системы геотермальных месторождений Камчатки были собраны, проанализированы и систематизированы фондовые материалы, значительная часть которых была использована для построения тематических карт и проведения анализа возможности энергоснабжения на основе геотермальных месторождений выделенного района Камчатского края – Усть-Большерецкого. Также использовались карты полезных ископаемых и пояснительные материалы (пояснительные записки) к ним. Например, для Камчатского края основными картографическими источниками данных выступали:
- Карта полезных ископаемых Камчатской области. Масштаб 1:500000// Под редакцией Ивановой Г.Ф., Котельниковой И.В., Пежемской Н.П. 2007;
- Карта термоминеральных источников и геотермальных ресурсов Камчатки. Масштаб 1:1500000//Коллектив авторов. П-Камчатский: Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 2006 и др.

Оценка геотермальных ресурсов является не простым расчётом ресурсной базы на данной площади, а требует оценки той части ресурсной базы, которая может быть добыта при определённых экономических условиях. Следовательно, оценка геотермальных ресурсов зависит от множества факторов, которые можно сгруппировать следующим образом:
- геологические и физические факторы, включающие: распределение температур и удельной теплоёмкости пород; общую и эффективную пористость; проницаемость; схему циркуляции флюидов; флюидные фазы (пар или вода); глубина резервуара;
- технологические факторы, включающие буровые технологии; метод извлечения геотермальной энергии (посредством природных флюидов (теплоносителей), или за счёт термогидравлических контуров); способ конверсии тепловой энергии в электрическую; факторы, связанные с прямым использованием тепла; возможность многоцелевого использования извлечённых флюидов; методы удаления отработанных газов и воды;
- экономические факторы, включая себестоимость тепловой и электрической энергии, полученной при эксплуатации месторождения; стоимость различных элементов системы утилизации отходов производства энергии; экономическая эффективность многоцелевых проектов геотермальной энергетики; себестоимость заменяемого энергоносителя; капитальные затраты;
- общие факторы, включающие законодательное регулирование; возможность использования других местных энергоресурсов; национальная и региональная энергетическая политика; социальные факторы; экологические ограничения.

Наиболее значимыми обобщающими работами по современной геотермальной энергетике России, в том числе по ресурсной базе, являются труды О.А. Поварова и Г.В. Томарова [Поваров, Томаров, 2006]. Тема районирования территории России по объемам запасов геотермальных ресурсов разработана Белоусовым В.И. в труде "Геотермальные ресурсы" [Белоусов, Постников, Мельников, Белоусова, 2005]. В ней, в частности, приведён подробный обзор методов оценки потенциала геотермальных ресурсов.
В монографии "Геотермальная энергетика: проблемы, ресурсы, технологии" рассмотрены условия формирования различных видов геотермальных источников, методы оценки их запасов; физико-химические свойства термальных вод северокавказского региона, научно-технические проблемы освоения геотермальных ресурсов [Алхасов, 2008]. Особое внимание уделяется прогнозным ресурсам геотермальных месторождений в перспективных регионах России. Также подробно освещается тема применения различных технологией использования геотермальных ресурсов в хозяйственной деятельности.
В 1972 году был выпущен труд "Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки", который весьма полно отражает широкий круг вопросов использования геотермальных ресурсов Камчатки, как региона РФ, наиболее богатого и освоенного с точки зрения использования геотермальных месторождений [Сугробов, 1976]. Вопросы геохимии термальных ресурсов РФ основательно рассмотрены в монографии " Геохимия термальных вод областей современного вулканизма" [Кононов, 1983]. Результаты изучения бальнеологических характеристик камчатских термальных вод отражены в работе "Камчатка – край лечебный " [Лодис, Семенов, 1993]. Широкий спектр результатов экспедиционных исследований представлен в трудах Пийпа Б.И [Пийп, 1937].
На основе вышеперечисленных и фондовых материалов были подготовлены таблицы, отражающие различные аспекты и характеристики геотермальных месторождений Камчатки. Эти таблицы рассматривались как основа базы данных, позволяющей проводить анализ возможностей комплексного использования геотермальных ресурсов территории. При этом важным для целей рационального природопользования представлялось, с одной стороны, именно комплексность такого использования, а с другой стороны, преодоление возможного конфликта природопользования в связи с наличием на территории Камчатки значительного количества ООПТ. В результате нами была выбрана следующая структура представления исходного материала.
 

I. Особенности расположения геотермального месторождения
1. Координаты месторождения
2. Положение геотермального месторождения в рамках административного деления территории
3. Положение геотермального месторождения относительно особо охраняемых природных территорий
4. Принадлежность месторождения определенной геотермальной провинции
5. Высота месторождения над уровнем моря
 

II. Энергетические характеристики месторождений
1. Классификация месторождений по температуре (низко-, средне- и высокопотенциальные)
2. Суммарный дебит скважин месторождения
3. Максимальная температура на выходе вод из скважины
4. Прогнозные параметры потенциальных ресурсов (объема) термальных вод
5. Прогнозные параметры температуры термальной воды на глубине
 

III. Геохимические характеристики месторождений
1. Количество проявлений (источников) месторождения и характеристики их истечения
2. Минерализация, классификация по минерализации
3. Величина pH и классификация по pH
4. Бальнеологические характеристики вод
 

IV. Характеристики функционирования месторождений
1. Направления современного использования (или отсутствие использования)
2. Уровень и особенности подготовленности и использования (или предполагаемого использования) месторождения

При обосновании выбранного способа структурирования данных очевидным являлась необходимость обозначения положения месторождений как относительно административных границ районов, так и относительно территорий ООПТ. Следует отметить трудности определения точного географического положения месторождений (координаты) вследствие нескольких факторов, в частности, неточности координат, указанных в некоторых исходных материалах, режима ограниченного доступа к данным по координатам таких объектов и проч. Эта задача была решена комплексно как путем оцифровывания имеющихся различных тематических карт, так и путем анализа описаний месторождений.
Для целей исследований, безусловно, необходимым являлось представление данных о термических и – шире – энергетических характеристик геотермальных месторождений. Эти данные позволили сделать предварительные оценки о возможном направлении энергетического использования месторождений (для получения тепловой или электрической энергии). Геохимические характеристики месторождений позволили также оценить как особенности их предполагаемой эксплуатации (в части проблем, связанных с коррозией), так и бальнеологическую значимость месторождений.
Весьма важными в рамках данного исследования являлись собранные и структурированные материалы о подготовленности месторождений к эксплуатации, современном использовании и перспективных областях эксплуатации.
Структурированные по этой схеме данные были представлены в виде Excel-таблиц. В силу недостаточности исходных данных этот массив требует дальнейшего пополнения и конкретизации, однако позволяет уже на данном этапе проводить первичный тематический анализ и представлять данные в наглядном картографическом виде. На основе полученных и структурированных материалов с использованием программы MapInfo были подготовлены карты расположения геотермальных месторождений Камчатки и их значимых характеристик.
В настоящее время в связи с энергетическими и социально-экономическими проблемами Камчатки все более значимой становится комплексное использование местных ресурсов, из которых наиболее перспективными для целей энергетики и бальнеологии являются геотермальные. Поэтому необходимым является сбор и систематизация накопленных данных не только с позиций геологии; становится необходимым изучение возможностей использования геотермальных ресурсов с учетом сложившейся системы природопользования на Камчатке (в том числе с учетом структуры энергосистемы, потребления энергии и др.). В работе был собран, проанализирован и структурирован обширный материал комплексного изучения геотермальных ресурсов Камчатки, отражающий геологические, физико-химические, энергетические и другие характеристики. Полученные данные послужили основой для проведенного анализа возможностей энергообеспечения Усть-Большерецкого района Камчатского края на основе  использования геотермальных ресурсов.

Литература:

1. Алхасов А.Б. Геотермальная энергетика: проблемы, ресурсы, технологии. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2008.  376 с.

2. Геотермальные ресурсы. Белоусов В.И., Постников А.И., Мельников Д.В., Белоусова С.П. учебно-методические пособие. Петропавловск-Камчатский: Издательство КГПУ. 2005. 105 с.
3. Геохимия термальных вод областей современного вулканизма / В. И. Кононов. М.: Наука. 1983.   216 с.
4. Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки / отв. ред. В. М. Сугробов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1976. 284 с.
5. Лодис Ф.А., Семенов В.И. Камчатка – край лечебный / Петропавловск-Камчатский: Дальневост. кн. изд-во, 1993. 152 с.
6. Пийп Б. И. Термальные ключи Камчатки // Тр. СОПС АН СССР. Сер. Камчатская. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1937. Вып. 2. 268 с.
7. Поваров О.А., Томаров Г.В. Развитие геотермальной энергетики в России и за рубежом. // Теплоэнергетика. 2006. № 3. C.2-10.

Файл с полным текстом: Тетерина, Рафикова.doc